声速测量实验报告（共五篇）

第一篇：声速测量实验报告

声速测量实验报告

姓名: : 陈岩松

学号 :5501215012

班级: : 本硕实验班 1 151 班

实验名称

声速的测量

实验目的1.用驻波法与相位法测声速。

2.学会用逐差法进行数据处理。

3.了解声波在空气中的传播速度与气体状态参量的关系。

4.了解压电换能器的功能与培养综合使用仪器的功能 。

实验原理

声速 v、声源振动频率 f 与波长  之间的关系就是

 f v 

所以只要测得声波的频率 f 与波长  , , 就可以求得声速 v。其中声波频率频 率计测得。本实验的主要任务就是测量声波波长  , , 用驻波法与相位法测量。

1.相位法

波就是振动状态的传播, , 也可以说就是相位的传播。在波的传播方向上任何两点, , 如果其振动状态相同或者其相位差为 2 的整数倍, , 这两点的距离等于波长的整数倍, , 即  n l ((n 为一整数))。

若超声波发出的声波就是平面波, , 当接收器面垂直于波的传播方向时, , 其端面上各点都具有相同的相位。沿传播方向移动接收器时, , 总可以找到一个位置使得接收到的信号与发射器的电信号同相。继续移动接收器, , 直到找到的信号再一次与发射器的激励电信号同相时, , 移过的这段距离就等于声波的波长。

实际操作时, , 我们用的就是利用李萨如图形寻找同相或反相时椭圆退化成直线的点。

2.驻波法

按照驻波动理论, , 超声波发生器发出的平面波经介质到接收器, , 若接收面与发射面平行, , 声波在接收面就会被垂直反射, , 于就是平面声波在两端面间来回反射并叠加。当接收端面与发射头间的距离恰好等于半波长的整数倍时, , 叠加后的波就形成驻 波。此时相邻两波节间的距离等于半个波长2。当发生器的激励频率等于驻波系统的固有频率((本实验中压电陶瓷的固有频率))时, , 会产生驻波共振波腹处的振幅达到最大

值。

声波就是一种纵波。由纵波的性质知, , 驻波波节处的声压最大。当发生共振时, , 接收端面处为一波节, , 接收到的声压最大, ,转换成的电信号也最强。移动接收器到某个共振位置时, , 示波器上又会出现最强的信号, , 继续移动到某个共振位置, , 则两次共振位置之间的距离即为2。

实验仪器

声速测量仪、示波器、信号发生器。

实验内容及步骤

1.驻波法测声速

（1 1）

如图所示连接好电路, , 让1S 与2S 靠近并留有适当的空隙, , 使两端面平行且与游标尺正交。

（2 2）

根据实验给出的压电换能器的振动频率 f , , 将信号发生器的输出频率调至 f 附近, , 缓慢移动2S , , 当在示波器上瞧到正弦波首次出现振 幅较大处, , 固定2S , , 在仔细微调信号发生器的输出频率, , 使荧光屏上图形振幅达到最大, , 读出共振频率 f。

（3 3）

在共振条件下, , 将2S 移近1S , , 在缓慢移开2S , , 当示波器上出现振幅最大时, , 记下2S 的位置0x

（4 4）

由近及远移动2S , , 逐次记下各振幅最大时2S 的位置, , 连续测 0 10 个数据, 3 2 1, , x x x …10x

（5 5）

用逐差法计算出波长的平均值。

2.用相位法测声速

(1)调节示波器使, , 将“秒/ / 格”旋钮旋至 Y X  利用李萨如图形观察发射波与接收波的相位差, , 找出同相点。

(2)在共振条件下, , 使2S 靠近1S , , 然后慢慢移开2S , , 当示波器上出现45 倾斜线时, , 微调游标卡尺上的微调螺丝, , 使图形稳定, , 记下2S 的位置0x

（3 3）

继续缓慢移开2S , , 依次记下 10 个示波器上李萨如图形为45 直线时游标卡尺的读数 , ,2 1x x   …10x

（4 4）

用逐差法算出声波波长的平均值。

数据处理及记录

共振频率 f =37、613kHz

1.驻波法

数据记录如下((单位 :mm):

0x

1x

2x

3x

4x89、06893、19897、976102、679107、185

5x

6x

7x

8x

9x

10x111、、756116、589

121、、208

125、、822

130、、357

135、、019

由上表可得下表((其中i i ix x x   5, , 25iix

单位 :cm)

1x 

2x 

3x 

4x 

5x 23、391、232、143、172、263

1

2

3

4

59、35649、29289、25729、26889、3052

下面用逐差法求声波波长

x  = =25)()()(5 10 2 7 1 6x x x x x x       

= = mm25)756.111 357.130()976.97 208.121()198.93 589.116(      

=4、648 mm

则波长  = = x  2 =9、296 mm

 f v  = = s m s m / 7.349 / 10 296.9 10 613.373 3   

下面计算声波速度的不确定度

先计算  的不确定度, ,1 5)(95.0512tkkA  =0、0466mm

B =0、01mm

从而2 2B Au    =0、0476mm, fu 0 0、01kHz

所以% 5 005.0)()1()()1()()ln()()ln(2 2 2 22 2 2 2   u ufuvufvEff v

求出

s m E v uv v/ 748.1 % 5.0 653.349    

实验结果为 % 5.0/)7.1 7.349(vEs m v2、相位法

数据记录((单位 :mm)

0x

1x

2x

3x

4x

5x

138、、942

148、、180

157、、406

166、、548

175、、821

184、、903

6x

7x

8x

9x

10x

194、、902

203、、355

212、、676

222、、072

231、、213

从而得到下表((i i ix x x      5, ,5iix  单位 :mm)

1x

2x

3x

4x

5x46、72245、89546、12846、25146、310

1

2

3

4

59、3449、1799、2269、2509、262

x   =25)()()(5 10 2 7 1 6x x x x x x             =9、252mm 则 s m s m f v / 9.347 / 10 252.9 10 613.373 3     

下面计算声波速度的不确定度

先计算  的不确定度, ,1 5)(95.0512tkkA  =0、0729mm

B =0、01mm

从而2 2B Au    =0、0736mm, fu 0 0、01kHz

所以% 7 007.0)()1()()1()()ln()()ln(2 2 2 22 2 2 2   u ufuvufvEff v

求出

s m E v uv v/ 4.2 % 7.0 9.347    

实验结果为 % 7.0/)4.2 9.347(vEs m v

实验结果分析

及小结

1.驻波法实验结果表示为

 % 5.0/)7.1 7.349(vEs m v

2.相位法实验结果表示为

 % 7.0/)4.2 9.347(vEs m v

误差分析: :

（1 1）

发射换能器与接受换能器之间可能不就是严格的驻波

场

（2 2）

仪器的螺距误差可能存在（3 3）

示波器上波形线条较粗, , 判断振幅最大有视觉误差

（4 4）

观察李萨如图形时, , 并不能十分准确控制每一次图形变

成直线时都就是严格的直线

（5 5）

调节超声波共振频率会有一定误差。

实验的收获、总结、体会

1.这次的实验让我有耳目一新的感觉, , 因为确实就是第一次一开始完全靠自己去完成一个实验, , 当时做实验的时候觉得确实挺难的, , 很多术语概念不熟悉, , 但就是正就是因为这样的一种新的做实验的模式, , 才体现了大学生要学会自主 学习、自主完成任务的意识。尽管实验的两个小时里面并不能够将这个实验所涵盖的所有有关知识都学会, , 但就是却能够对这个实验有了深刻的印象, , 而且在后来老师总结后, , 也能真正理解实验原理了, , 并不仅仅局限于实验数据的记录。

2.其次, , 我觉得这个实验测声速的方法还有其她用处, , 不仅仅就是测得声波的速度, , 还可以测得其她一些以波的形式传播的物质的速度。比如假设实验仪器够精密, , 以此实验的实验方

法, , 利用光具有波的性质, , 就是可以测出光速的。

实验原始数据

第二篇：声速的测定实验报告

声速的测定实验报告

1、实验目的

（1）学会用驻波法和相位法测量声波在空气中传播速度。（2）进一步掌握示波器、低频信号发生器的使用方法。（3）学会用逐差法处理数据。

2、实验仪器

超声声速测定仪、低频信号发生器DF1027B、示波器ST16B。

3、实验原理

3．1 实验原理

声速V、频率f和波长λ之间的关系式为Vf。如果能用实验方法测量声波的频率f和波长λ，即可求得声速V。常用的测量声速的方法有以下两种。

3．2 实验方法

3．2．1 驻波共振法（简称驻波法）

S1发出的超声波和S2反射的超声波在它们之间的区域内相干涉而形成驻波。当波源的频率和驻波系统的固有频率相等时，此驻波的振幅才达到最大值，此时的频率为共振频率。

驻波系统的固有频率不仅与系统的固有性质有关，还取决于边界条件，在声速实验中，S1、S2即为两边界，且必定是波节，其间可以有任意个波节，所以驻波的共振条件为：

Ln,n1,2,32（1）

即当S1和S2之间的距离L等于声波半波长的整数倍时，驻波系统处于共振状态，驻波振幅最大。在示波器上得到的信号幅度最大。当L不满足（1）式时，驻波系统偏离共振状态，驻波振幅随之减小。

移动S2，可以连续地改变L的大小。由式（1）可知，任意两个相邻共振状态之间，即

S2所移过的距离为：（2）

可见，示波器上信号幅度每一次周期性变化，相当于L改变了2。此距离2可由超声声速测定仪上的游标卡尺测得，频率可由低频信号发生器上的频率计读得，根据Vf，就可求出声速。

3．2．2 两个相互垂直谐振动的合成法（简称相位法）

在示波器荧光屏上就出现两个相互垂直的同频率的谐振动的合成图形——称为李沙如图形。其轨迹方程为： LLn1Lnn12n2XY2XYCos21Sin221A1A2 A1A2（5）

在一般情况下，此李沙如图形为椭圆。当相位差22210时，由（5）式，得yA2xA1，即轨迹为一条处在于第一和第三象限的直线[参见图16—2(a)]。

2yx121222时，得A1A2，轨迹为以坐标轴为主轴的椭圆 当

2当21时，得

yA2xA1，轨迹为处于第二和第四象限的一条直线。

改变S1和S2之间的距离L，相当于改变了发射波和接受波之间的相位差（21），荧光屏上的图形也随之变化。显然，L每变化半个波长（即LLn1Ln)2，位相差就变化。随着振动相位差从0→的变化，李沙如图形就按图16——2(a)→（b）→(c)变化。因此，每移动半个波长，就会重复出现斜率符号相反的直线。测得波长和频率f，根据Vf，就可计算出声速。

4、实验内容

（1）熟悉声速测定仪

该仪器由支架、游标卡尺和两只超声压电换能器组成。两只超声压电换能器的位置分别与游标卡尺的主尺和游标相对定位，所以两只换能器相对位置距离的变化量可由游标卡尺直接读出。

两只超声压电换能器，一只为发射声波用（电声转换），一只为接收声波（声电转换），其结构完全相同。发射器的平面端面用以产生平面声波；接收器的平面端面则为声波的接收面和反射面。压电换能器产生的波具有平面性、单色性好以及方向性强的特点。同时可以控制频率在超声波范围内，使一般的音频对它没有干扰。

（2）驻波法测量声速

1）按图接好线路，把换能器S1引线插在低频信号发生器的“功率输出孔”，把换能器S2接到示波器的“Y input”。

2）打开电源开关，把频率倍乘按钮×10K压入，调节幅度电位器，使数码显示屏读数5--8V电压,电压衰减按钮为20dB；波形选择为正弦波（弹出状态）。

3）压入示波器电源开关，把示波器Y衰减开关VOLTS/DIV置0.5v档，Y输入方式置AC位。扫描档TIME/DIV为20us，触发源（触发TRIG）选择“内同步INT”；触发方式为“自动”。

4）移动S2位置，目测S1与S2的距离为3cm左右，调整低频信号发生器的“频率调节”波段开关，调节频率微调电位器，使数码显示屏的频率读数为34.000—36.000KHz范围。观察示波器，当屏幕的波形幅度最大时，说明换能器S1处于共振状态。记下频率f值（实验过程中，频率f不许改变，否则影响实验数据）。

5）示波器荧幕的波形若不在中央，可调节垂直或水平位移电位器；波形太小（可能不稳定）或太大，可调节Y增益电位器VARIABLE，使波形幅度适中。

6）注意：实验过程中不要用手触摸两个换能器，以免影响测量精确性。

7）向右稍移S2，并调整游标卡尺的微调螺丝，同时观察示波器上波形，使波形幅度最大，幅度如果超过屏幕，可调整Y增益VARIABLE，使波形满屏。记下S2的初始位置L0。8 由近至远慢慢移动接收器S2，逐个记下九个幅度最大的位置（即Li值）。（3）相位法测声速

1）把示波器触发方式选择“外接”。

2）把示波器的“Y input”接超声波测速仪的接收器S2,示波器“X输入”联接到低频信号发生器的电压输出（不能接同步输出）。

3）把S2调回距S1大约3cm，移动接收换能器S2，调节游标卡尺微调螺丝，同时观察示波器的图形变化，使图形为“/”，记下S2初始位置LO。

4）由近至远，慢慢移动S2,并注意观察图形变化，逐下记下每发生一次半周期变化（即图形由“/”直线变到“”直线）接收换能器S2的位置读数Li值，共测十个数据。5）实验完毕，关掉电源，整理好仪器

5、实验参考数据

1）驻波法测量声速

共振频率f=34.583KHz

表1 驻波法测量波长的测量数据

次序 Li103mm

93.72 98.84 104.02 109.22 114.38 次序

Li103mm

119.54 124.70 129.90 135.02 140.18

Li5Li103mm vLI5Li103mm

25.82 25.86 25.88 25.80 25.80

0.012 0.028 0.048 0.032 0.032 1 2 3 4 5 7 8 9 10 逐差法处理表1数据

152SLLvLi5LiI5in1i1标准偏差=0.036mm CnSLi5Li1.650.0360.06vLI5Li

uBm30.0230.012mm

合成不确定度为

222222uLI5LIuAuBSLu0.0360.0120.038(mm)LBi5i

3频率f不确定度声速V的相对不确定度

EV(uff)(2ufmf0.34630.2(HZ)

uLI5LiLi5Li)2(0.220.0382)()0.0060.6%34.58325.832

声速的计算

V 22f(Li5Li)34.58325.832357.34(m/s)55

声速V不确定度为

uVVEV357.340.0063(m/s)

室温时声速结果表达式： VVuV357.340.006(m/s)(p0.683)EV0.6%

2）相位法测量声速

参考驻波法。

6.结论：1)实验测量结果与理论值接近，是误差允许范围。2）相位法测量优于驻波法测量。

7.误差分析：1）共振频率的不稳定。2）换能器的不完全平行。3）示波器上振幅极大值的不稳。4）随着换能器的距离的增加能量会有减弱。5）测量时会含有回程差。

第三篇：RTK测量实验报告

实验一：RTK（电台模式）

一 实验过程

（1）基准站和流动站参数的设置

1、启动手簿上的蓝牙；

2、建立文件并进行命名；

3、手簿与基准站进行连接；

4、对基准站进行参数设置；

5、启动基准站；

6、对流动站进行类似的连接于设置；（2）GPS-RTK数据采集方法及过程

1、用手簿进行基准站和流动站参数的设置；

2、完成手簿与基准站和流动站的连接之后就可进行GPS-RTK测量工作了；

3、选主菜单上的“测量”，选择RTK，选择“测量点”，就可以进行单点测量，在进行单点测量时，根据具体情况设定精度，若长时间搜索精度还是在浮动，则说明该点无法卫星接收情况较差，无法测出。

4、选择“放样”，就可以对已知点坐标进行放样，根据手簿的提示移动流动站，直到找到所需点为止。

二 实验数据

实验二：RTK（GPRS模式）

一 实验过程：

用电台发射时，基准站和流动站之前的数据通讯是通过电台来完成的，基准站电台把基站数据调制后以载波方式发出，流动站电台接收载波数据后解调。而GPRS方式作业时数据是通过公网传输的，基准站和流动站各需要一张开通了网络功能的SIM卡，作业时基站和流动站分别通过SIM卡连接上INTERNET网络，然后流动站需要输入基准站的IP地址，经由INTERNET网通过IP地址来访问基准站以获取基站数据。

将RTK设置好后，采集测量区域周边的三个角坐标，进行点校正。点校正后进行点的测量 二 实验结果：

三 误差分析及减小误差的方法：

（1）卫星星历误差，卫星星历误差实际上就是卫星位置的确定误差，其大小取决于卫星跟踪的数量及空间分布，观测值数量及精度．

（2）接收机钟误差，减弱方法是的把每一个观测时刻接收机差当作一个独立未知参数在数据处理中与观测站的位置参数一并求解．

（3）卫星信号传播误差，包括电离层和对流层时廷误差．（4）多路径误差，多路径误差是指卫星信号通过不同的路径传输到接收机天线．多路径效应不反与反射系数有关，也与反射物离测站的距离及卫星的信号方向有关，由于无法建立准确的误差改正模型，只能恰当的选择地点测量，避开信号反射物．

（5）人差，仪器没有完全对中，没有绝对整平． 四 实验对比

通过三次实验对十个点的坐标测量，发现数值之间相差很大，在第二、三实验时都应该进行点校正，而没有经过点校正，所以误差很大

实验体会

通过这次实习使自己在课堂上学的模糊的理论知识得到了清晰的理解，同时也感到自己所学的理论知道的严重不足，在做实验过程中，步骤都是听老师的，自己完全没有头绪，不理解每一步的意义，但是老师很耐心的回答我们的每一个问题，在教授步骤时也会给我们讲解原理，因此，在实验过程中，我发现自己的知识理解完全不够，但是实习中遇到的问题能分析,在测量过程中突然收不到卫星信号,这种情况可能是流动站或基准站的电源没电或接收机的连线出现问题.在测量过程中突然显示单点定位可能是接收到的卫星数量不够而无法解算.在观测过程中手薄上的解算值始终不能固定,可能是流动站的选点有问题,周围可能有高压输电线,高大建筑物.使自己的解决问题的能力增强了。

同时在实习过程中又加强了理论知识的强化使自己对这门学科又有了新的理解．我觉得这门学科应该是在实践中学习理论，但实践前的理论学习也是必不可少的．我们应该理论与实践相结合。

第四篇：电子测量实验报告

电子测量调研报告

题

目： 电子测量技术发展与仪器

姓 名：

学 院： 信息科学技术学院

专 业： 班 级： 学 号：

2013年 6月16日

电子测量技术发展与仪器

摘要：:科学技术的不断发展促进了电子测量技术的快速发展,同样地电子测量技术的发展也推动了测量仪器的不断更新。本文介绍了电子测量技术的发展状况,并论述了电子测量仪器发展的过去与现状。最后，探讨了电子测量技术与仪器的发展趋势。

关键词：发展、测量、仪器、趋势

一、电子测量技术的发展

现代化科学技术和现代化大生产中那些要求精密和准确测量的内容通常都是运用了电子测量的方法来实现的。电子测量主要应用于电专业的测量,例如电信号传输特性的测量。电子测量也广泛的应用于非电专业的测量。例如,它通过各种类型的传感器,能量转化器把非电量转换为电量进行研究,而后得出反映出非电量的测量结果。随着电子技术的不断发展,测量的内容愈来愈广泛,通常包括以下几个方面:(1)电能量的测量,包括对于电流、电压、电功率的测量。

(2)信号的特性及所受干扰的测量,例如信号的失真度、频率相位、脉冲参数、调制度、信号频谱、信噪比等。

(3)元件和电路参数的测量,例如电限、电感、电容、电子器件(电子管、晶体管、扬效应管等)的测量,集成电路的测量,电路频率响应、通频带宽度、品质因数、相位移、延时、衰减和增益等的测量。

由于电子测量技术的许多无可比拟的优点,许多非电量的测量也可以通过传感器转换成电信号,再利用电子技术进行测量。例如,高温炉中的温度、深海的压力等许多人们不能亲身到的地方或无法直接测量的量,都可以通过这种方式进行测量。与其它的测量相比,电子测 量具有以下几个明显的特点:(1)测量频率范围宽,电子测量能工作在这样宽的频率范围,这就使它的应用范围很广。(2)量程很广,由于所测量的大小相差极大,要求测量仪器的量程也极宽,同一台电子仪器,经常能做到量程宽达很多数量级。

(3)测量准确度高,电子仪器的准确度通常可比其它测量仪器高很多,特别是对频率和时间的测量。电子测量准确度高,正是它在现代科技领域得到广泛应用的重要原因。

(4)测量速度快,电子测量由于是通过电子运动和电磁波的传播来进行工作的,因此具有其它测量方法通常无法类比的高速度。

(5)易于实现遥测和长期不间断的测量,显示方式又可以做到清晰、直观。由于可以把电子仪器或与它连接的传感器放到人类不便长期停留或无法到达的区域去进行遥测,而且可在被测对象正常工作的情况下进行测量。对于测量结果,电子测量的显示方法也比较清晰、直观。

(6)易于利用计算机,形成电子测量与计算技术的紧密结合。

二、国内电子测量仪器发展的过去与现状

我国电子测量仪器大致经历了“模拟式-数字式-智能式、程控式”的发展历程。20世纪50年代,新中国第一个五年计划在重点发展电子产业中就规划了电子测量仪器。经过50多年的发展,我国不但具有一个较为完整的电子仪器产业体系,还有一大批电子测量技术人才。最近几年,随着世界高新技术的不断发展,我国电子测量仪器在以下一些重大科技领域取得了突破性进展：

(1)调制域分析仪研究成功。调制域测试技术是20世纪末出现的十分重要且技术难度很

高的一门新兴测试技术,它是用来测量输入信号随时间变化的频率值,所产生的显示图形代表信号调制域,是信号频率值与时间的关系。这种方法非常适合测量定时信号,相位编码信号或频率编码信号,必将对众多测试问题的解决做出突出贡献。

(2)VXI总线技术取得重大进展。VXI总线技术是二十世纪末出现的一种新的母线技术。它将VME总线和GPIB结合起来构成一个新的行业标准接口母线,是一个完全开放的适应多厂家仪器产品(模块、插卡式)的行业标准。这种总线技术具有便携性、测试速度高、适应性和灵活性强、价格适中以及有利于充分发挥计算机作用的优点。

(3)微波毫米波矢量网络分析仪开发成功。矢量分析仪能同时获得被测对象的幅度、相位和群时延特性,成为现代电子装备必备的、关键的测试设备。另外它还在非线性、大功率网络的测试和分析中发挥着重要作用。

(4)电子测量仪器向毫米波推进。众多民用和军用电子装备都在向毫米波发展,特别是在军事方面,其发展更为迅速。近几年,我们十分重视电子仪器向毫米波发展。

(5)通信测量仪器水平达到新的高度。通信产业的发展十分迅速,为适应通信产业的发展,我国加快发展通信电子测量仪器。近年来研制成功的误码测试仪、数字传输/数据通信分析仪、七号信令测试仪、数字微波通信测试仪等产品都达到了20世纪末国际先进水平。

(6)数字化仪器迅速发展。近几年,数字化仪器在迅速发展,我国也在不断研制并推出各种新型数字化仪器,譬如数字示波器、数字调制装置、数字化函数/任意波形发生器、数字化频率计数器等众多产品。

三、国产电子测量仪器发展的机遇

随着科学技术的不断发展,新产品新技术日新月异,对电子测量仪器提出很多新需求,由于测量仪器的先导作用,所有电子技术的应用热点都会成为测量测试技术的生长点,国内仪器企业研制并成功向市场推出了大量新技术、新型仪器产品,适应市场需要。同时,以新型产业发展为契机带动电子仪器产业发展。数字电视、新一代移动通信和下一代互联网等新兴产业、新的生产工艺和技术要求也为仪器发展创造了新的发展机遇。目前,我国制造业发达、服务业兴旺,各种电器产品的研制生产维修服务、各种用户需求都用到越来越多、划分细致的各种电子测量仪器,市场前景乐观、产品开发大有作为。

目前,虽然国产电子测量仪器发展面临着前所未有的机遇,但是由于多种原因,使得在这一行业发展过程中还存在着许许多多的挑战。为此,还需要我们积极采取一些有用的措施,才能推进我国仪器产业的快速发展。

四、电子测量仪器发展趋势

随着科学技术和工业生产的发展,测量范围日益扩大,测量任务越来越复杂,测量工作量随之加大,对测量精度和速度的要求也越来越高。在实际测量中,不仅要求连续实时显示,而且要求实时处理大量的测试数据。传统仪器很难满足这些要求,这就迫使仪器朝着数字化、智能化、多功能、小型化、模块化、虚拟化、标准化和开放型方向发展,随着技术进步和应用领域的扩大,这种演进的趋势也在明显加强。因此出现了以计算机或微处理器为核心,将检测技术、自动控制技术、通信技术和网络技术等技术完美地结合起来的现代电子测量仪器(系统)。它主要有以下几种类型:(1)以通用微处理器为核心构成的智能化电子仪器。智能仪器又称为灵巧仪器,它是将人工智能的理论、方法和技术应用于仪器,使其具有类似人的智能特性或功能的仪器。它的硬件组成通常包括微处理器与存储器、键盘开关与显示输出、测试功能模块或测试信号源、总线与标准接口等部分。

(2)以通用微型计算机为基础构成的个人仪器系统。个人仪器系统将若干仪器的测试功

能模块并联接入个人计算机的内部总线,借助于测试软件,各仪器模块与计算机灵活地结合起来,实现计算机辅助测试、程控操作、数据采集和运算处理,以及多种方式输出测试结果。其硬件由个人计算机、多个测试功能模块及接口、仪用标准接口等组成。

(3)以通用计算机为核心,以国际上标准化的仪器接口总线为基础,由可程控的通用电子仪器构成的现代自动测试系统。所谓自动测试系统,就是在计算机的控制和管理下,很少需 要人工参与,由各种测量仪器对电量、非电量进行自动测量、数据处理,并以显示、打印等适当的方式给出测量结果的系统。自动测试系统的组成包括控制器、程控仪器设备、总线与接口、测试软件、被测对象5部分。

(4)以通用计算机为基础建立的可编程虚拟仪器。虚拟仪器是指以通用计算机作为核心的硬件平台,配以相应测试功能的硬件作为信号输入/输出接口,利用仪器软件开发平台在计算机的屏幕上虚拟出仪器的面板和相应的功能,通过鼠标或键盘操作的仪器。

五、结 语

经过50多年从无到有的发展历程,我国的电子测量仪器产业已形成一个完备的产业体系。但国产电子测量仪器在发展过程中还存在一些问题,在对其发展现状进行分析基础上,指出了当前我国电子测量仪器发展的机遇与挑战。另外,随着社会信息化程度不断加强,测量需求也在不断改变,例如测量范围不断扩大,测量精度要求越来越高,要求测量数据实时化处理等。为了满足这些改变的用户需求,我国电子仪器工程师不断地在原有电子测量技术及仪器水平的基础上改革创新,赶追世界先进水平,使得国产电子测量仪器向以计算机为基础的功能越来越多,处理信息量越来越大,应用领域越来越广泛的现代电子测量仪器方向发展。总之,经过广大电子测量仪器人员的共同努力,我国电子技术和电子产业水平有很大提高。目前与国外相比虽然还有些差距,但已经基本改变过去跟着国外走的状况。针对这一情况,还应该在研究国外电子测量仪器发展趋势的同时,深入到我国仪器用户中去,了解他们的需求,研制出适合我国国情的电子测量仪器,推进国产电子测量仪器向国际先进水平迈进，并且来促进我国的电子测量行业的快速发展。

参考英文文献

The Development and Future of Electronic Measurement

Technology Abstract—This paper describes the electronic measurement on the importance of the development of modern science and technology;provide an overview of recent electronic measurement of the latest development of the new measurement methods and tools;macro grasp of electronic measurement technology future trends.And DDS technology as an example of modern electronic measurement field the new concept.Keywords-Electronic;Measuring;Intelligent;Virtual;Instrument.Ⅰ.Introduction

With modern science and technology and the development of industrial production, the measurement of a higher requirement.fast, real-time, accurate,automatic measurement has become the mainstream of the development of modern measurement techniques.Can be said that there can be no measurement signal analysis and processing, access to information to become a talk, based on the information on the information technology and computer technology has become a source of water.Electrically, with its sub-measurement technology many advantages to become the protagonist of modern measurement technology in information acquisition and industrial control does not play alternative role.20th century, is based on the LSI important period of development, it also brings electronic measuring instrument technology revolution.Since LSI large number of applications, making the modern electronic measuring instruments are smaller, more comprehensive, higher reliability, lower power consumption.Similarly, computer technology and software technology for the electronic measurement essentially leap – virtual intended to produce the instrument, made a great contribution.Ⅱ.Recent development results

A.Rapid development of digital instruments

In recent years, as DSP(digital signal processing)technology, the rapid development of a variety of outstanding performance DSP integrated chips are emerging, digital instruments to get a new development.For example, digital oscilloscope, digital modulation devices, digital function generator, arbitrary waveform generators, digital frequency counter and many other products.B.Modulation Domain Analyzer successful research

Modulation Domain testing techniques in the frequency domain and frequency domain has been developed very mature late 20th century the emergence of a new type of measurement Test technologies that known as the “three field” testing technology.Modulation domain test is to measure the input signal varies over time the frequency value, the displayed graphical representation of the signal generated by the modulation domain, the frequency value of the signal versus time.Modulation Domain testing technology is an emerging technology very important and difficult and very large test techniques, depending on the science and technology and electronic equipment rapid development.This method is very suitable for measuring the timing signal, phase or frequency-coded signal is coded signal.Modulation Domain Testing

Technology Surgery appears bound to numerous test problems and make new contributions.Facts have proved that modulation domain analysis techniques, in an increasingly more applications become an indispensable testing technology, especially in the field of military electronic test more of its significance.C.VXI bus technology has made significant progress

VXI bus technology is the twentieth century the emergence of a new bus technology.It first appeared in the United States, used in the United States Air Military electronic measuring instruments.VXI and GPIB bus to the VME bus are combined to form a new standard for modular instrumentation platform that can meet the needs of future instrumentation, electronic measurement instruments and systems to make step into a new period of development.VXI bus is a new industry standard interface bus 121 is a completely open, multi-vendor equipment to adapt products(modules, plug-in)industry standards.The introduction of this standard there are three reasons: First, to adapt to technical requirements of the development, the second is the lack of multi-vendor instrument connectivity, three is the military's needs, and this is the most important aspect.This new bus standard applications in the United States, the Chinese community are very much appreciated, numerous researchers.And after years of exploration, the country has made great progress in the implementation of certain aspects of the specific application, especially in the application of many military radar systems.D.Millimeter wave electronic test equipment to advance

Numerous civilian and military electronic equipment in the millimeter-wave development, particularly in the military field, and its development more rapidly.Advance Taking into account the future of electronic warfare systems signal environment will reach 1-2 million pulses / sec, equipment systems may want to perform several one hundred million represents.So, the current IC processing power can not meet the requirements of military electronic equipment, which will affect the next generation of electronic warfare systems operational capability, this must be the development of ultra-high-speed integrated circuits(VHSIC).So from a monolithic integrated circuit chip set test into several one hundred thousand to one million across several, which correspondingly substantial increase in the difficulty of the test.Ⅲ.Electronic Measurement Technology Trends A.Networking and modular

Since the measurement instrument interface standards harmonization and bus technology development, electronic measurement instruments and computer gradually melt as a body.Multiple measuring instruments and mutual sharing of data between the control and the standard interface through the bus station with a computer connected to the network constituted achieved.Same time as the instrument's modular, reduce costs, improve application flexibility, greatly improving cost performance.B.Vrtualization software technology

From the history of the development, electronic measurement instruments has gone from analog instruments, intelligent instruments to the history of virtual instruments, which are based on each leap advances in computer technology as the driving force.With the rapid development of computer technology, computer digitized using static and dynamic analysis of the ideal test has finally become a reality.One of several key technologies, including computer precision, speed;analog to digital conversion accuracy, speed;memory, hard disk storage capacity and speed;

computer and A / D price issues have been resolved.Combined with a variety of functions dedicated software the rapid development of a new technology emerges-virtual instrument(VirtualIstrument, referred to VI).VI technology development and application of the United States from 1986 designed by NI LabVIEW, it is a graphics-based development, debugging and running programs integrated environment to realize the concept of a VI.NI's “Software Instrument”(Softwareisinstrument)completely broke the traditional instruments can only be given by the manufacturer the user can not change the situation.C.Highly intelligent

With cutting-edge technology(such as aerospace, weapons engineering)and high-risk project development needs of electronic measurement technology increasing degree of intelligence.But in recent years the field of embedded computer technology development to enhance the intelligence of electronic measuring instruments provide good conditions.Emerging in recent years, such as embedded chip FPGA, ARM, CPLD, etc., they are a high-reliability, high stability, fast immediately applied to electronic measuring instruments.The microcomputer-based processing technology microprocessor allows the measurement methods of measuring instruments diversification measure real-time and highly intelligent.Ⅳ.DDS technology development history

In the traditional field of electronic measurement and instrumentation, PLL Frequency Synthesizer(PLL)is the most commonly used frequency co into technology.As electronic measurement and instrumentation industry continues to develop, for frequency synthesis techniques are increasingly high requirements.2Oth emerged in the mid-century direct digital frequency synthesis(DDS)is an all-digital frequency synthesis technology, due to its special principle and structure, so that in electronics, communications, access to a growing range of applications.In the field of electronic measurement and instrumentation, DDS The main applications include: audio testing, product testing, the instantaneous power signal reproduction, shock and vibration test, medical test equipment, conventional waveforms and arbitrary waveform generator, high precision, multi-function modulation etc.Ⅴ.Conclusion

In summary, in the 21st century electronic measuring instruments with chip technology and DSP technology will reach an unprecedented high performance, with computer technology and the further integration of the instrument, the instrument's ease of operation, easy scalability, measurement capability, the number of data processing and analysis capabilities have been greatly improved.At the same time, software engineering and network technologies are increasingly being applied to various fields, development of simulation technology as well as electronic measurement provides a more powerful and convenient tool.In short, the electronic measurement technology development is a multi-disciplinary, multi-field development co-crystallization, while between them for each other and mutual service of with the development.

第五篇：应变测量实验报告

一、实验目的

1、学习应变片粘贴、使用的基本方法

2、学习电桥的联线方法及电桥的测量原理和特点

3、学习使用WS-3811应变仪测量应变的基本方法

二、实验原理

利用惠斯登电桥原理进行测量

三、实验仪器

微型计算机、WS-3811数字式应变仪、桥盒、应变片及其附件

四、实验内容

1.选择与桥盒内置电阻相匹配的应变片；

2.用砂纸打磨钢片表面测点，使测点表面平整、光洁，并做清洁处理；

3.用胶水把应变片和转接片贴到测点上，尽量使应变片与被测物紧密贴合，如图1所示： 4.放置几分钟，使它自然干燥； 5.如图2把导线接到桥盒插头上；

6.打开应变数据采集程序，进行测试和设置：应变量程设置为±40000με，滤波频率 设置为20Hz，界面如图3；

7.校准仪器，选择“自动校准”，设置界面如图4所示；

8.动态应变数据采集。把桥盒连接到试验仪上，试验仪已与电脑连接。把被测金属长 片的一端用手按在桌沿，使它伸出桌面。设置好参数，点击“开始示波”，此时波形为一条直线，说明连接正常，再用手拨动金属长片伸出桌面的那一端使它振动，这时波形如图5，操作界面如图5所示；

9.截图，保存数据。实验完成。

五、实验结果

实验结果如图5所示：

六、思考题

1.半桥接法应用于两个应变片，1/4桥接法应用于一个应变片，前者的桥盒上多接了一根两个应变片的共用线，少了一个短接插片。

2.清零操作是为了使开始的电压偏移量变为零，而校准的目的是使测试值更加精确，减少仪器的误差。